一种虚拟机资源的管理方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明嵌入式操作系统领域，尤其涉及一种虚拟机资源的管理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、现有type1型虚拟化技术，如xen、acrn、xvisor，其主要由服务器虚拟化技术发展演变而来。包含完整的虚拟化层级和架构(包含vbios、vcpu、虚拟内存、虚拟中断控制器、虚拟设备等)，其内容详尽结构层次清晰，同时代码量也庞大。

2、在嵌入式平台上，由于硬件资源限制，或基于成本的考虑，对虚拟机管理程序所消耗的计算资源和存储资源有较高的要求。

3、type1虚拟化技术发展了很久，且技术相对成熟，但在嵌入式领域中使用起来较为困难，其体现在两个方面，一是其代码体量较大，适配维护难度较高，二是type1虚拟机管理程序对计算机资源有一定消耗，在低成本硬件平台上type1使用资源占比较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种虚拟机资源的管理方法、装置、设备及存储介质，本发明实施例的技术方案用于在基于type1虚拟化的嵌入式目标机上管理虚拟机的资源，通过离线生成虚拟机的资源配置文件，并在该资源配置文件中包括虚拟机的硬件资源配置信息、对目标机内核中的第一共享资源中分配给该虚拟机读写权限的比特位，从在近似裸机上配置虚拟机的资源，而且在第一虚拟机运行时实现不同虚拟机在共享资源上位隔离，降低了目标机上第一共享资源虚拟化的资源消耗。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种虚拟机资源的管理方法，用于在基于type1虚拟化的目标机上管理虚拟机的资源，包括：根据第一虚拟机的资源配置文件配置第一虚拟机的硬件资源，每个虚拟机的资源配置文件在离线主机上提前创建，其至少包括该虚拟机的硬件资源在目标机的资源描述文件中的配置信息、该虚拟机对目标机内核的第一共享资源中各比特位的读写权限；把第一虚拟机的所述读写权限注册到第一虚拟机的内存映射io总线上；在第一虚拟机的硬件资源上根据第一虚拟机的资源描述文件启动第一虚拟机的镜像，该资源描述文件在离线主机上提前创建；当第一虚拟机对第一共享资源访问时陷入到目标机内核中，目标机内核根据所述读写权限访问所述第一共享资源相应的比特位，并反馈访问结果至第一虚拟机。

3、由上，通过离线生成虚拟机的资源配置文件，并在该资源配置文件中包括虚拟机的硬件资源配置信息、对目标机内核中的第一共享资源中分配给该虚拟机读写权限的比特位，从在近似裸机上配置虚拟机的资源，而且在第一虚拟机运行时实现不同虚拟机在共享资源上位隔离，降低了目标机上第一共享资源虚拟化的资源消耗。

4、在第一方面的一种可能实施方式中，所述共享资源至少包括下列之一：各虚拟机共享的时钟、电源和芯片管脚。

5、由上，通过在共享的时钟、电源和芯片管脚的同一地址下各位的读写权限分配给相应的虚拟机，实现对时钟、电源和芯片管脚的共享。

6、在第一方面的一种可能实施方式中，第一虚拟机的资源配置文件包括第一虚拟机共享的每个第一共享资源的地址寄存器、位使能寄存器和数据寄存器，该数据寄存器用于缓存第一共享资源的访问结果，通过该位使能寄存器包括所述读写权限。

7、由上，通过配置每个第一共享资源的寄存器，实现对共享资源的管理和按照权限进行访问。

8、在第一方面的一种可能实施方式中，还包括：每个虚拟机的硬件资源包括其独立硬件资源，该硬件独立资源包括该虚拟机的独立内存和物理设备，每个虚拟机的资源配置文件还包括该虚拟机的mmu页表，用于配置该虚拟机的独立内存和物理设备的地址映射；在创建虚拟机时，在目标机的物理内存的页表区域写入各虚拟机的mmu页表。

9、由上，通过离线生成每个虚拟机的独立资源配置mmu页表，降低了目标机上独立资源虚拟化的资源消耗，提高了虚拟机的工作效率。

10、在第一方面的一种可能实施方式中，所述mmu页表为stage2页表。

11、由上，通过离线生成的stage2页表降低了目标机上独立资源虚拟化的资源消耗，提高了虚拟机的工作效率。

12、在第一方面的一种可能实施方式中，每个虚拟机的独立硬件资源还包括该虚拟机的独立cpu核；在创建每个虚拟机时，在该虚拟机的独立cpu核上启动该虚拟机的镜像。

13、由上，通过为每个虚拟机分配物理cpu核，从而降低了目标机上cpu核虚拟化的资源消耗，且提高cpu核的响应速度。

14、在第一方面的一种可能实施方式中，每个虚拟机的硬件资源还包括虚拟硬件资源，每个虚拟硬件资源对应于目标机内核中第二共享资源，每个虚拟机具有其每个虚拟硬件资源的所有比特位的读写权限。

15、由上，通过每个虚拟机的硬件资源还包括虚拟硬件资源，每个虚拟机可以具有目标机内核中第二共享资源的全部权限。

16、在第一方面的一种可能实施方式中，在配置第一虚拟机的硬件资源之前，还包括：根据目标机内核的资源配置文件配置目标机内核的硬件资源，并在其上启动目标机内核的镜像，该资源配置文件在离线主机上提前创建，其包括目标机内核的硬件资源在目标机的资源描述文件中的配置信息。

17、由上，根据提前获得目标机内核的资源配置文件配置目标机内核的硬件资源，从而降低目标机内核虚拟化对目标机的资源消耗。

18、在第一方面的一种可能实施方式中，还包括：在离线主机上，从目标机的资源描述文件中抽象出可分配的硬件资源，并分配到目标机内核和各虚拟机；在离线主机上，根据目标机内核和各虚拟机分配的硬件资源，创建目标机内核的资源配置文件、各虚拟机的资源配置文件和资源描述文件，目标机内核和各虚拟机的每个硬件资源在资源配置文件中通过配置结构体包括该硬件资源在目标机的资源描述文件中的信息，并在每个虚拟机的资源配置文件中添加该虚拟机的所述读写权限。

19、由上，根据目标机的资源描述文件进行资源分配，从而根据分配的资源利用目标机的资源描述文件中的信息可以获得准确和全面的资源配置文件及资源描述文件，而且降低讲话目标机资源虚拟化的流程，在配置较低的目标机上就能完成目标机资源虚拟化。

20、在第一方面的一种可能实施方式中，在离线主机上创建每个虚拟机的资源描述文件，包括：为每个虚拟机复制一份目标机的资源描述文件，把该复制的资源描述文件中该虚拟机未分配的硬件资源设置为无效状态，获得该虚拟机的资源描述文件。

21、由上，根据复制目标机的资源描述文件获得每个虚拟机的资源描述文件，使每个虚拟机的资源描述文件的准确且全面。

22、在第一方面的一种可能实施方式中，每个资源描述文件包括设备树或apc i表。

23、由上，通过资源描述文件包括设备树或apc i表，使本发明的资源管理方法支持基于各种芯片的计算机系统的硬件资源虚拟化。

24、第二方面，本发明实施例提供了一种虚拟机资源的管理装置，包括：资源配置模块，用于根据第一虚拟机的资源配置文件配置第一虚拟机的硬件资源，每个虚拟机的资源配置文件在离线主机上提前创建，其至少包括该虚拟机的硬件资源在目标机的资源描述文件中的信息、该虚拟机对目标机内核的第一共享资源中各比特位的读写权限；共享注册模块，用于把第一虚拟机的所述读写权限，注册到第一虚拟机的内存映射io总线上；虚拟机创建模块，用于在第一虚拟机的硬件资源上根据第一虚拟机的资源描述文件启动第一虚拟机的镜像，该资源配置文件在离线主机上提前创建；共享资源访问模块，用于当第一虚拟机对其一共享硬件资源访问时陷入到目标机内核中，目标机内核根据所述读写权限访问所述第一共享资源相应的比特位，并反馈访问结果至第一虚拟机。

25、由上，通过离线生成虚拟机的资源配置文件，并在该资源配置文件中包括虚拟机的硬件资源配置信息、对目标机内核中的第一共享资源中分配给该虚拟机读写权限的比特位，从在近似裸机上配置虚拟机的资源，而且在第一虚拟机运行时实现不同虚拟机在共享资源上位隔离，降低了目标机上第一共享资源虚拟化的资源消耗。

26、在第二方面的一种可能实施方式中，所述共享资源至少包括下列之一：各虚拟机共享的时钟、电源和芯片管脚。

27、由上，通过在共享的时钟、电源和芯片管脚的同一地址下各位的读写权限分配给相应的虚拟机，实现对时钟、电源和芯片管脚的共享。

28、在第二方面的一种可能实施方式中，第一虚拟机的资源配置文件包括第一虚拟机共享的每个第一共享资源的地址寄存器、位使能寄存器和数据寄存器，该数据寄存器用于缓存第一共享资源的访问结果，通过该位使能寄存器包括所述读写权限。

29、由上，通过配置每个第一共享资源的寄存器，实现对共享资源的管理和按照权限进行访问。

30、在第二方面的一种可能实施方式中，每个虚拟机的硬件资源包括其独立硬件资源，该硬件独立资源包括该虚拟机的独立内存和物理设备，每个虚拟机的资源配置文件还包括该虚拟机的mmu页表，用于配置该虚拟机的独立内存和物理设备的地址映射；还包括:mmu映射配置模块用于在创建虚拟机时，在目标机的物理内存的页表区域写入各虚拟机的mmu页表。

31、由上，通过离线生成每个虚拟机的独立资源配置mmu页表，降低了目标机上独立资源虚拟化的资源消耗，提高了虚拟机的工作效率。

32、在第二方面的一种可能实施方式中，所述mmu页表为stage2页表。

33、由上，通过离线生成的stage2页表降低了目标机上独立资源虚拟化的资源消耗，提高了虚拟机的工作效率。

34、在第二方面的一种可能实施方式中，每个虚拟机的独立硬件资源还包括该虚拟机的独立cpu核；在创建每个虚拟机时，在该虚拟机的独立cpu核上启动该虚拟机的镜像。

35、由上，通过为每个虚拟机分配物理cpu核，从而降低了目标机上cpu核虚拟化的资源消耗，且提高cpu核的响应速度。

36、在第二方面的一种可能实施方式中，每个虚拟机的硬件资源还包括虚拟硬件资源，每个虚拟硬件资源对应于目标机内核中第二共享资源，每个虚拟机具有其每个虚拟硬件资源的所有比特位的读写权限。

37、由上，通过每个虚拟机的硬件资源还包括虚拟硬件资源，每个虚拟机可以具有目标机内核中第二共享资源的全部权限。

38、在第二方面的一种可能实施方式中，还包括：内核启动模块。用于在配置第一虚拟机的硬件资源之前，根据目标机内核的资源配置文件配置目标机内核的硬件资源，并在其上启动目标机内核的镜像，该资源配置文件在离线主机上提前创建，其包括目标机内核的硬件资源在目标机的资源描述文件中的配置信息。

39、由上，根据提前获得目标机内核的资源配置文件配置目标机内核的硬件资源，从而降低目标机内核虚拟化对目标机的资源消耗。

40、在第二方面的一种可能实施方式中，在离线主机上包括：资源划分模块，用于从目标机的资源描述文件中抽象出可分配的硬件资源，并分配到目标机内核和各虚拟机；配置生成模块，用于在离线主机上，根据目标机内核和各虚拟机分配的硬件资源，创建目标机内核的资源配置文件、各虚拟机的资源配置文件，目标机内核和各虚拟机的每个硬件资源在资源配置文件中通过配置结构体包括该硬件资源在目标机的资源描述文件中的信息；共享配置模块用于，在每个虚拟机的资源配置文件中添加该虚拟机的所述读写权限；描述生成模块用于在离线主机上，根据各虚拟机分配的硬件资源创建各虚拟机的资源描述文件。

41、由上，根据目标机的资源描述文件进行资源分配，从而根据分配的资源利用目标机的资源描述文件中的信息可以获得准确和全面的资源配置文件及资源描述文件，而且降低讲话目标机资源虚拟化的流程，在配置较低的目标机上就能完成目标机资源虚拟化。

42、在第二方面的一种可能实施方式中，描述生成模块具体用于为每个虚拟机复制一份目标机的资源描述文件，把该复制的资源描述文件中该虚拟机未分配的硬件资源设置为无效状态，获得该虚拟机的资源描述文件。

43、由上，根据复制目标机的资源描述文件获得每个虚拟机的资源描述文件，使每个虚拟机的资源描述文件的准确且全面。

44、在第二方面的一种可能实施方式中，每个资源描述文件包括设备树或apc i表。

45、由上，通过资源描述文件包括设备树或apc i表，使本发明的资源管理方法支持基于各种芯片的计算机系统的硬件资源虚拟化。

46、第三方面，本发明实施例提供了一种操作系统，其被配置为运行第一方面任一实施方式所述方法。

47、第四方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括：总线；通信接口，其与所述总线连接；至少一个处理器，其与所述总线连接；以及至少一个存储器，其与所述总线连接并存储有程序指令，所述程序指令当被所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行本发明第一方面任一所述实施方式。

48、第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行本发明第一方面任一所述实施方式。